特斯拉汽车发动机原理
电动汽车因无尾气污染、噪音低、性能高等特点成为汽车行业未来发展的重要方向，目前大多传统汽车制造商也已纷纷开始推出电动汽车车型，而要说电动汽车行业的领头羊，自然非特斯拉莫属。
在特斯拉的数款车型中，Model S是目前最受欢迎豪华车型，同时也世界上加速度最快的量产电动汽车，今年1月份马斯克曾在Twitter透露，Model S P100D在疯狂模式下0-60英里加速已经可以达到2.34秒。
下面的视频LearnEngineering制作的动画，讲解的是电动汽车的工作原理，介绍了特斯拉Model S所采用的技术，从感应电动机、逆变器、离子电池以及整车协同四个方面解析Model S是如何获得超高性能的。
动画做的很棒，完全可以当作一个小教学片了。。。
感应电动机
特斯拉汽车由感应电动机驱动，感应电动机是尼古拉˙特斯拉在一个世纪前发明的，特斯拉汽车的名字也是为了纪念尼古拉˙特斯拉而取的。
感应电动机有两个主要的部件，定子和转子。转子由横着的多根导电杆，两端的导电圆盘，以及夹在导电圆盘之间的多个硅钢片组成。定子连接到三相交流电上，线圈中的三相交流电产生旋转的磁场，从而在电机中产生具有4个磁极的磁场，旋转的磁场在转子的导电杆中产生感应电流。因为导电杆中有电流，所以导电杆在磁场中转动。
在感应电动机中，转子的转速始终小于磁场的旋转速度，感应电动机中没有电刷，也没有永磁体，但动力强劲。感应电动机的优点是:感应电动机的转速取决于交流电的频率，所以，只要控制交流电的频率，就可以控制电机的转速，从而控制汽车驱动轮的转速。控制了驱动轮的转速，就控制了电动汽车的车速，这种控制方式简单可靠。
电机具有变频驱动模块，用以控制电机的转速，电机的转速范围为0到18000转/分钟，这个转速指标大大优于采用汽油或柴油发动机的汽车。对于汽油和柴油发动机来说，扭矩符合要求时，转速不一定符合要求，因此，发动机不能直接连接到驱动轮上，发动机必须与变速器配合，才能使驱动轮达到所需要的转速。
而感应电动机在输出所需的扭矩的同时，还能输出所需的转速，能在转速范围内一直保持较高的效率，所以，电动汽车就不需要变速器。
另外，发动机无法直接产生旋转运动，而是将活塞的上下直线运动转换成旋转运动，而将直线运动转换为旋转运动时，会出现机械平衡方面的问题。
发动机还有两个问题，一个问题是，发动机不能像感应电动机那样自己启动，而是需要启动电机进行启动，另一个问题是，发动机无法均匀地输出动力。为了解决这两个问题，发动机要配备发电机给蓄电池充电，而蓄电池可以为启动电机提供电力，发动机还要配备飞轮，从而尽量均匀地输出动力。
而感应电动机不仅可以直接产生旋转运动，而且可以均匀地输出动力，所以感应电动机可以省去发动机上的很多部件。因此，感应电动机重量比发动机轻，响应速度比发动机快，动力比发动机强，使得电动汽车具有超强的性能。
逆变器
感应电动机的动力从哪儿来呢?来自电池组。
但感应电动机需要的是交流电，所以，需要逆变器把电池组输出直流电，变成感应电动机所需要的交流电。逆变器同时控制其所输出的交流电的频率，从而控制电机的转速。另外，逆变器甚至能控制交流电的电压，从而控制电机的动力。
因此，逆变器就像电动汽车的CEO，执行着对电动汽车的控制。
▌锂离子电池
我们现在研究一下电池组。你可能会惊奇地发现，电池组是由许多节日常生活中使用18650充电电池组成，“18”表示电池直径为18毫米，“65”表示电池长度为65毫米，“0”表示电池是圆柱形。这些电池通过串联和并联，为电动车提供动力。电池之间有扁平的金属管，内装冷却液，用于给电池进行冷却。
特斯拉的一个创新之举是采用大量的小电池，而不是几个大的电池块，从而确保能对电池进行有效冷却，使得发热点尽量地小，温度分布均匀，从而延长电池组的使用寿命。
多节电池构成这种可拆卸的电池模块，整个电池组共有16个这样的可拆卸电池模块，共包含大约7000节电池，位于车头的散热器用于对电池组中的冷却液进行冷却。
另外，因为电池组安装在车身较低的位置，从而降低了汽车的重心，汽车重心降低则大大提高了汽车行驶时的稳定性。电池组分布于汽车的整个底部，电池组坚固的结构有助于汽车抵抗侧面的撞击。
动力传动系统
现在我们继续研究特斯拉的动力传动系统。
电机产生的动力通过齿轮箱传输到驱动轴，因为电机本身的有效转速范围比较宽，所以，特斯拉使用的是简单的单速变速器。电机输出的速度通过齿轮，进行了2次降速。
电动汽车的倒车也含简单，只需要改变电源相位的顺序就可以了。电动汽车采用变速器的唯一目的，就是通过牺牲转速来获得更大的扭矩。
齿轮箱中的另一个重要的部件是差速器，动力通过齿轮输送到差速器。这是一个简单的开放式的差速器，但开放式的差速器在牵引控制方面有缺陷。
这么先进的电动汽车为什么要使用开放式差速器，而不使用限滑差速器?原因是开放式差速器更结实，能够传输更大的扭矩。
有2个方法可以消除开放式差速器的缺陷，一是选择性制动，另一个是切断电源供应。对于汽油和柴油发动机，通过切断油路来切断动力见效慢，而对于感应电动机，切断电源的效果立竿见影，从而可以有效地进行牵引控制。
特斯拉可以利用最先进的算法，结合传感器、控制器进行牵引控制，简而言之，特斯拉汽车利用智能软件取代了复杂的机械硬件系统。
你是否知道，即使只使用油门踏板，也能高效地控制行驶中的电动汽车，这归功于特斯拉强大的动力回收系统。也就是说，制动时，汽车巨大的动能被转换为电能，而不是被转换为刹车片上的热能被浪费掉。
行驶时，“油门”踏板一旦被松开，电动汽车便启动动力回收系统，在动力回收系统工作时，感应电动机变成了发电机。此时，车轮驱动感应电动机的转子，在转子的转速小于磁场的旋转速度时，感应电动机作为电机输出动力，当转子的转速大于磁场的旋转速度时，感应电动机就变成了发电机。
此时逆变器起到关键的作用，逆变器降低输入到电机的电流的频率，从而降低磁场的旋转速度，使得转子的转速高于磁场的旋转速度。从而使电动机变成了发电机，产生的电流是交流电，转换为直流电后，就可以存储到电池组中，发电的同时，转子受到反向的电磁力，从而给驱动轮施加了阻力，从而降低了驱动轮的转速和车速。
这样，行驶中，仅仅通过油门踏板就可以精确地控制车速，而刹车踏板用于将汽车完全停下来。
由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用，使得电动汽车比汽油和柴油汽车更安全，电动汽车的保养和使用比汽油和柴油汽车便宜很多，随着技术的不断进步，电动汽车现有的缺点会逐渐被克服，未来将是电动汽车的天下
来源:机械前言整理 材料源:42号车库 百科 机械教授
我想做小型发条发电机，请问需要准备什么？
哦！你这想法有点过时了，在原电池技术还不行时，大量的玩具，时钟等是用的机械发条做动力的。可到今，各种各样的电池淋琅满目，而它的体积比，重量比，容量比，价格比，……。等各方面的性能都远远优于发条动力了。所以，除了是你想做实验或体会以下发条外，在真实的实用上还是选用电池吧。
逆变器种类和功能
逆变器
逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的设备。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。通过点烟器输出的车载逆变是 20W 、 40W 、 80W 、 120W 到 150W 功率规格。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD 机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。
逆变器接线图怎么接线？
逆变器接线图如下：
当闸刀开关朝上合闸时，使用市电；当闸刀开关向下合闸时，使用变电源供电。
每台逆变器都有接入直流电压数值，如12V，24V等，要求选择蓄电池电压必须与逆变器直流输入电压一致。例如，12V 逆变器必须选择12V蓄电池。
逆变器输出功率必须大于电器的使用功率，特别对于启动时功率大的电器，如冰箱、空调，还要留大些的余量。
逆变器接入的直流电压标有正负极。红色为正极（+），黑色为负极（—），蓄电池上也同样标有正负极，红色为正极（+），黑色为负腊念极（—），连接时必须正接正（红接红迹改），负接负（黑接黑）。连接线线径必须足够粗，并且尽可能减少连接线的长度。
扩展资料
注意事项
1）电视机，显示器，电动机等在启动时电量达到峰值，尽管转换器可以承受标称功率2倍的峰值功率，但有些功率符合要求的电轮州困器的峰值功率可能会超过转换器的峰值输出功率，引发过载保护，电流被关断。
2）在使用过程中，电瓶电压开始下降，当转换器DC输入端的电压降到10.4-11V时，报警器发出峰鸣声，此时电脑或其它敏感电器应及时关闭，若忽视报警声，转换器将在电压到9.7-10.3V时，自动关断，这样可以避免电瓶被过量放电，电源保护关断后，红色指示灯亮起；
3）应及时启动车辆，给电瓶充电，防止电量衰竭，影响汽车启动和电瓶寿命；
4）尽管转换器没有过压保护功能，输入电压超过16V，仍有可能损坏转换器；
5）连续使用后，壳体表面温度会上升到60℃，注意气流通畅，易受高温影响的物体应远离。
车载逆变器有什么用？
车载逆变器是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。在国外因汽车的普及率较高，外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。中国进入WTO后闭皮，国内市场私人交通工缓行具越来越多，因此，车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器，会给你的生活扰态哗带来很多的方便，是一种常备的车用汽车电子装具用品。
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